§éng c¬ D160 ®îc sö dông réng r•i trªn c¸c m¸y kÐo vµ m¸y n«ng nghiÖp hiÖn ®¹i, c¸c tr¹m cè ®Þnh vµ di ®éng, như được sử dụng lắp trên máy kéo T 130… §éng c¬ D 160 thuéc lo¹i c¸c ®éng c¬ diesel 4 xy lanh bè trÝ 1 hµng cã c«ng suÊt cao. §éng c¬ ®îc c¶i tiÕn trªn c¬ së ®éng c¬ D 108 nhng so víi ®éng c¬ D 108 th× c«ng suÊt t¨ng thªm kho¶ng 60%. Sù t¨ng c«ng suÊt ®éng c¬ ®îc thùc hiÖn b»ng ph¬ng ph¸p t¨ng ¸p nhê m¸y t¨ng ¸p tuabin. So víi ®éng c¬ D 108, trªn ®éng c¬ D 160 sö dông nhiÒu côm chi tiÕt vµ hÖ thèng míi nh bÇu läc kh«ng khÝ th« d¹ng xo¸y lèc tù ®éng phun bôi ra bªn ngoµi, bÇu läc tinh kh«ng khÝ b»ng giÊy läc, bÇu läc dÇu ly t©m. Th©n m¸y ®éng c¬ D 160 ®îc ®óc b»ng gang x¸m CЧ21 40, cã bèn lç bè trÝ theo mét hµng ®Ó l¾p c¸c lãt xy lanh kiÓu ít vai tùa trªn b»ng gang hîp kim cã thÓ th¸o rêi ®îc. Trªn n¨m thµnh v¸ch ngang cña c¸c te cã bè trÝ n¨m æ ®ì cæ trôc khuûu, d¹ng æ trît, mçi æ chia lµm hai nöa vµ ®îc cè ®Þnh víi nhau b»ng c¸c gu d«ng, ®ai èc, cã lç ®Ó l¾p chèt ®Þnh vÞ. N¾p m¸y cña ®éng c¬ ®îc ®óc b»ng gang CЧ 21 40 thµnh mét khèi chung cho hai xy lanh vµ cã c¸c lç l¾p vßi phun. C¸c èng dÉn híng xu p¸p ®îc lµm b»ng gang biÕn tÝnh, ®îc Ðp vµo n¾p m¸y thµnh mét hµng däc (bèn èng cho mçi n¾p m¸y). PhÝa trong n¾p m¸y cã ®óc c¸c khoang rçng ®Ó t¹o khoang chøa vµ lu th«ng níc lµm m¸t, ®îc th«ng víi khoang níc lµm m¸t cña th©n m¸y th«ng qua t¸m lç khoan. Trong c¸c lç khoan nµy cã Ðp n¾p lµm lÖch, cã khoan lç ë c¹nh bªn ®Ó híng dßng níc tõ th©n m¸y mÆt tiÕp xóc víi ®Õ xu p¸p vµ vµo èng lãt cña vßi phun. MÆt trªn cã l¾p hai gu d«ng M16 x 1,75x 250 ®Ó l¾p giµn cß mæ vµ n¾p ®Ëy kÝn. Mçi n¾p ®îc l¾p ghÐp víi th©n m¸y b»ng 16 gu d«ng (6 gu d«ng M20 x 2,0 x 240 mét ®Çu lµ M20 x 1,75 vµ 10 gu d«ng M16 x 1,75 x 240).
Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Chơng Giới thiệu chung động Động D-160 đợc sử dụng rộng rãi máy kéo máy nông nghiệp đại, trạm cố định di động, nh c s dng lp trờn mỏy kộo T - 130 Động D -160 thuộc loại động diesel xy lanh bố trí hàng có công suất cao Động đợc cải tiến sở động D -108 nhng so với động D -108 công suất tăng thêm khoảng 60% Sự tăng công suất động đợc thực phơng pháp tăng áp nhờ máy tăng áp tuabin So với động D -108, động D -160 sử dụng nhiều cụm chi tiết hệ thống nh bầu lọc không khí thô dạng xoáy lốc tự động phun bụi bên ngoài, bầu lọc tinh không khí giấy lọc, bầu lọc dầu ly tâm Thân máy động D -160 đợc đúc gang xám C21- 40, có bốn lỗ bố trí theo hàng để lắp lót xy lanh kiểu ớt vai tựa gang hợp kim tháo rời đợc Trên năm thành vách ngang te có bố trí năm ổ đỡ cổ trục khuỷu, dạng ổ trợt, ổ chia làm hai nửa đợc cố định với gu dông, đai ốc, có lỗ để lắp chốt định vị Nắp máy động đợc đúc gang C 21- 40 thành khối chung cho hai xy lanh có lỗ lắp vòi phun Các ống dẫn hớng xu páp đợc làm gang biến tính, đợc ép vào nắp máy thành hàng dọc (bốn ống cho nắp máy) Phía nắp máy có đúc khoang rỗng để tạo khoang chứa lu thông nớc làm mát, đợc thông với khoang nớc làm mát thân máy thông qua tám lỗ khoan Trong lỗ khoan có ép nắp làm lệch, có khoan lỗ cạnh bên để hớng dòng nớc từ thân máy mặt tiếp xúc với đế xu páp vào ống lót vòi phun Mặt có lắp hai gu dông M16 x 1,75x 250 để lắp giàn cò mổ nắp đậy kín Mỗi nắp đợc lắp ghép với thân máy 16 gu dông (6 gu dông M20 x 2,0 x 240 đầu M20 x 1,75 10 gu dông M16 x 1,75 x 240) Pít tông động D -160 đợc chế tạo hợp kim nhôm, đỉnh pít tông dạng lõm tạo thành buồng cháy thống nằm sâu đỉnh pít tông phù hợp với phơng pháp tạo hỗn hợp kiểu màng Đỉnh pít tông phần hình trụ với độ côn nhỏ có bốn rãnh để lắp xéc măng, ba xéc măng lắp xéc măng khí, rãnh lại lắp xéc măng dầu Để làm tăng độ làm kín dầu, phía đuôi pít tông GVHD: Bựi Quc Ton Page Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý có xẻ rãnh để lắp thêm xéc măng dầu thứ hai rãnh lắp xéc măng dầu có gia công lỗ để thoát dầu Trên động D -160 pít tông có: ba xéc măng khí ba xéc măng dầu Xéc măng khí đợc chế tạo gang đặc biệt (gang hợp kim mô líp đen) Trục khuỷu thép rèn dập có lắp đối trọng Cổ khuỷu đợc khoan rỗng để lọc ly tâm dầu bôi trơn Bề mặt cổ trục cổ khuỷu đợc cao tần bề mặt Bạc cổ trục bạc đầu to truyền đợc chế tạo cốt thép, bề mặt tiếp xúc có tráng lớp ba bít nhôm Thanh truyền động D -160 có chiều dài L = 380+0,05mm; Khối lợng mTT = 9,6 kg, có tiết diện ngang dạng chữ I Dọc theo thân truyền có khoan lỗ dẫn dầu bôi trơn cho bạc chốt pít tông Bạc lót đầu nhỏ đợc khoan lỗ 8, ép bạc vào đầu nhỏ phải lắp cho lỗ khoan trùng với lỗ khoan dọc thân truyền dầu bôi trơn đợc đa từ cổ khuỷu lên bôi trơn cho bạc chốt pít tông đợc Đầu nhỏ đợc ép bạc đồng, bề mặt phía bạc có rãnh vòng để dẫn dầu phun qua lỗ làm mát đỉnh pít tông Đầu to truyền đợc chia làm hai nửa, đợc lắp ghép cố định với thông qua hai bu lông đặc biệt có lỗ để lắp chốt chẻ Hai bu lông đợc làm thép 45X, đến độ cứng 30 35 HRC Trên nửa bạc đầu to có phay rãnh dẫn dầu Trên nửa đầu to truyền có phay rãnh lắp gờ định vị bạc lót đầu to Bạc lót đầu to đợc khoan, lắp, lỗ phải trùng với lỗ thân truyền Cơ cấu phối khí động D -160 sử dụng cấu phối khí xu páp treo, trục cam bố trí hộp trục khuỷu dẫn động xu páp qua đội, đũa đẩy cò mổ Các xu páp đợc bố trí theo hàng thẳng dọc theo nắp máy theo thứ tự hai xu páp nạp giữa, hai xu páp xả hai đầu Hệ thống cung cấp nhiên liệu sử dụng vòi phun kiểu kín có lỗ phun 0,35 mm, áp suất nâng kim phun 21 Mpa, vòi phun đợc lắp nghiêng góc 150 so với đờng tâm xy lanh Đầu vòi phun vị trí nấm xu páp Động D -160 lắp tua bin tăng áp TKP-11 (TKR-11); tốc độ quay rô to lớn 44000 v/p; p k = 0,145 Mpa; Gkk = 0,19 kg/s = 11,4 kg/ phút Tua bin tăng áp máy nén ly tâm tầng đợc dẫn động từ tua bin khí hớng tâm, sử dụng lợng dòng khí thải nóng Tua bin tăng áp đợc làm mát liên tục nớc từ hệ thống làm mát Bơm cao áp động có bốn phân bơm, bố trí thành hàng tháo rời đợc phận, điều chỉnh đợc lợng cung cấp nhiên liệu nối với điều tốc ly tâm đa chế độ Bầu lọc thô nhiên liệu có l ới kim loại GVHD: Bựi Quc Ton Page Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý bầu lọc tinh dùng cuộn giấy lọc thay đợc Để tiết kiệm nhiên liệu làm giảm tốc độ đóng muội than xu páp xả động làm việc lâu dài chế độ không tải, bơm cao áp tự động ngắt nhiên liệu vào xy lanh thứ hai thứ ba, có xy lanh thứ thứ t làm việc Trên động D -160 sử dụng phơng pháp bôi trơn hỗn hợp, kết hợp cỡng vung té Các ổ đỡ trục khuỷu, bạc đầu to, bạc đầu nhỏ truyền, ổ đỡ số trục cam, cò mổ đợc bôi trơn dới áp suất cao kể trục tua bin tăng áp, vị trí bôi trơn khác dầu vung té thực Bơm dầu có hai cặp bánh răng; nhánh hút dầu từ dới hốc trớc sau te đa hốc trung tâm phân bơm hút đẩy dầu bôi trơn qua bầu lọc ly tâm, qua két làm mát dầu phía trớc động tới đờng dầu Động D -160 dùng hệ thống làm mát chất lỏng tuần hoàn cỡng kiểu kín Môi chất làm mát có dung tích 75 lít nớc mềm có hàm lợng nhỏ muối khoáng Việc theo dõi nhiệt độ nớc làm mát đợc thực nhờ cảm biến đặt đờng nớc từ nắp máy Từ cảm biến có dây dẫn tới đồng hồ nhiệt độ Két làm mát nớc dùng ống đồng mỏng, dẹt, cánh tản nhiệt Quạt gió có cánh đợc dẫn động dây đai từ pu ly đầu trục khuỷu Để tăng công suất động động D -160 sử dụng tăng áp máy nén khí ly tâm, không khí nạp đợc nén lên đến áp suất 0,145 MPa sau đợc nạp vào buồng cháy Điều làm tăng lợng khí nạp đồng thời tận dụng đợc lợng khí thải thông qua tua bin khí để dẫn động máy nén Hệ thống khởi động động động phụ, động xăng bốn kỳ hai xy lanh, làm mát nớc, xu páp đặt, có chế hoà khí Hệ thống đánh lửa kiểu Ma nhê tô quay trái có khớp tự động điều chỉnh góc đánh lửa sớm Hệ thống làm mát động khởi động chung với động Hệ thống bôi trơn chung với hệ thống bôi trơn động theo nguyên lý cỡng vung té Nớc nóng đợc tạo thành động khởi động làm việc, dùng để sấy nóng nắp máy động khởi động Công suất động khởi động đợc truyền đến bánh đà động qua ly hợp đĩa ma sát khô, hộp giảm tốc Động khởi động đợc khởi động ác quy Bảng Các thông số kỹ thuật động tt thông số Mã hiệu động Đờng kính xy lanh: D Hành trình pít tông: S Thể tích công tác xy lanh: VH GVHD: Bựi Quc Ton Page đ.vị tính mm mm dm3 số liệu D -160 145 205 13,52 Trng SQKT Quõn S 10 11 12 13 tt 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 23.1 23.2 23.3 23.4 23.5 23.6 23.7 23.8 23.9 HVTH: on Trng Quý Thứ tự công tác xy lanh Tỷ số nén: Công suất định mức: Neđm Tốc độ quay ứng với công suất định mức Tốc độ quay không tải cực đại Tốc độ quay không tải ổn định nhỏ Góc mở sớm xu páp nạp Góc đóng muộn xu páp nạp Góc mở sớm xu páp thải thông số Góc đóng muộn xu páp t Mô men xoắn cực đại: Memax Tốc độ trục khuỷu tơng ứng: nM Bơm nhiên liệu: - Bơm cao áp: (BCA) bốn phân bơm, hàng - Bơm thấp áp: lắp khối với BCA Bộ điều tốc: Bộ điều tốc li tâm, học, đa chế độ, có hiệu chỉnh lợng cung cấp nhiên liệu cực đại Vòi phun: kiểu kín, năm lỗ phun áp suất nâng kim phun Tua bin tăng áp TKP 11 áp suất tăng áp pk Bầu lọc không khí: hai tầng nối tiếp, -Tầng thứ nhất: làm theo nguyên lý ly tâm khô tự động phun bụi -Tầng thứ hai: lọc thấm qua cuộn lọc tông Động khởi động Động xăng bốn kỳ Công suất n = 2600v/p Số xy lanh Đờng kính xy lanh Hành trình pít tông Hệ số nén Nhiên liệu Bộ chế hoà khí Bộ đánh lửa Ma nhê tô Chơng Tính toán chu trình công tác GVHD: Bựi Quc Ton Page kW v/ph v/ph v/ph độ GQTK độ GQTK độ GQTK đ.vị tính độ GQTK Nm 1-3-4-2 14 117,68 1250 1320 500 80 370 470 số liệu 100 1030 v/ph 870 MPa 20 MPa 0,145 kW (ml) mm mm -23M 16,9 (23) 92 102 5,6 Xăng ôtô K-59 M-10B Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý 2.1 Mục đích Mục đích việc tính toán chu trình công tác động D -160 xác định tiêu kinh tế hiệu chu trình công tác làm việc động Việc tính toán chu trình công tác nhằm xây dựng đồ thị công để làm sở tính toán động lực học, tính sức bền độ mòn chi tiết động Việc tính toán chu trình công tác động chế độ khác giúp ta xây dựng đợc đờng đặc tính tốc độ động Chu trình công tác đợc tính chế độ Neđm với tốc độ trục khuỷu 1250 v/ph (Chế độ tính toán: Công suất cực đại) Để tính toán trớc hết phải chọn số liệu ban đầu cho phù hợp với động Liên Xô trớc chế tạo đợc sử dụng Việt Nam 2.2 Các thông số ban đầu 2.2.1 Các thông số cho trớc: Neđm = 111,92 KW n = 1250 v/phút =14, i=4 S=205 mm D= 145 mm Chế độ tính toán: Công suất cực đại 2.2.2 Các thông số chọn Các số liệu ban đầu chủ yếu bao gồm: * Tốc độ trung bình pít tông CTB: Giá trị CTB đợc xác định thông qua hai thông số biết theo thức sau: C TB = S.n 1250.0,205 = = 8,54 m/s 30 30 * Tỷ số hành trình pít tông đờng kính xy lanh: a= S 205 = = 1,41 D 145 * Hệ số kết cấu: = R S 205 = = = 0,27 L 2L 2.380 R: bán kính quay trục khuỷu ( mm) L: chiều dài truyền (mm) * Hệ số d lợng không khí GVHD: Bựi Quc Ton Page Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý = L1 L0 L1 : Lợng không khí thực tế nạp vào xy lanh tính cho 1kg nhiên liệu L0: Lợng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn kg nhiên liệu Giá trị đợc chọn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố nh kiểu động cơ, phơng pháp tạo hỗn hợp, công dụng chế độ sử dụng Động -160 động diesel kỳ tăng áp chế độ sử tính toán Ne đm phơng pháp tạo hỗn hợp kiểu màng dùng buồng cháy thống nên cần hệ số d lợng không khí tơng đối lớn, chọn =1,6 * Nhiệt độ môi trờng T0: Nhiệt độ môi trờng thay đổi theo mùa vùng khí hậu Để tiện tính toán, ta lấy giá trị trung bình cho năm Giá trị trung bình T nớc ta 240C, tức 2970K * áp suất môi trờng p0: p o = 0,103 105 p0 phụ thuộc vào độ cao sử dụng Chọn Pa = 0,103 MPa * áp suất tăng áp pk: Động tăng áp thấp, ta tính đợc pk theo dựa vào hệ số tăng áp động Hệ số tăng áp động 1,45 pk =1,45p0=1,45.0,103=0,14935Mpa * áp suất cuối trình nạp pa : pa = (0,88 0,96) pk Chọn pa= 0,9.0,14935 = 0,1344 Mpa * áp suất khí thể cuối trình thải cỡng pr: Giá trị pr phụ thuộc vào nhiều yếu tố, thời điểm bắt đầu mở xu páp xả, tốc độ trục khuỷu sức cản đờng ống thải yếu tố định Động diesel kỳ tăng áp cho phép p r =(1,05 1,15)pp Trong pp áp suất khí thải trớc cửa tuabin pp =[0,85 0,92]pk; ta chọn pp = 0,85pk= 0,85.0,14935 = 0,12695 MPa Ta chọn pr = 1,05pp = 1,05.0,12695 = 0,1333 MPa * Nhiệt độ cuối trình thải Tr: GVHD: Bựi Quc Ton Page Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Khi tính toán, thờng lấy giá trị Tr cuối trình thải cỡng Tr = 700 9000K Giá trị Tr phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nh tỷ số nén , thành phần hỗn hợp , tốc độ trục khuỷu n, góc phun sớm nhiên liệu Động -160 có sử dụng tua bin tăng áp, cao, n thấp nên chọn Tr giới hạn trung bình Ta chọn Tr = 8100K * Độ sấy nóng khí nạp T: Giá trị T phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: Kết cấu thiết bị sấy nóng, kết cấu cách bố trí đờng ống nạp thải, tốc độ trục khuỷu n, hệ số d lợng không khí Trong yếu tố tốc độ trục khuỷu cách bố trí đờng ống nạp thải có ảnh hởng định đến giá trị T Động -160 động diesel bốn kỳ tăng áp, đờng nạp thải bố trí hai phía T = 200K Ta chọn T = 150K * Chỉ số nén đa biến trung bình n1: n1 phụ thuộc vào tốc độ trục khuỷu, phụ tải, kích thớc xy lanh, kiểu làm mát Động -160 làm mát tốt nên chọn n1 thấp giới hạn (1,34 đến 1,39) Ta chọn n1 = 1,34 * Hệ số sử dụng nhiệt : Hệ số sử dụng nhiệt tỉ số lợng nhiệt biến thành công thị lợng nhiệt sinh trình đốt cháy nhiên liệu Giá trị động diesel thấp so với động xăng cháy rớt trao đổi nhiệt với nớc làm mát ữ động diesel nhiều Động diesel = 0,65 0,85 Động tăng áp, chất lợng cháy tạo hỗn hợp trình cháy đảm bảo nên ta chọn theo giới hạn = 0,75 * áp suất cuối trình cháy pz áp suất cuối trình cháy pz phụ thuộc phơng pháp tạo hỗn hợp, mức độ cờng hoá động Động diesel có buồng cháy không phân chia pz = MPa Ta chọn pz = 7,2 MPa * Nhiệt trị thấp nhiên liệu QT GVHD: Bựi Quc Ton Page ữ Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý QT lợng nhiệt toả đốt cháy hoàn toàn đơn vị khối lợng thể tích nhiên liệu không kể đến nhiệt hoá nớc chứa sản vật cháy Đối với nhiên liệu diesel QT = 42,5.103 KJ/kgnl * Chỉ số dãn nở đa biến trung bình n2 : Chỉ số dãn nở đa biến trung bình n2 phụ thuộc vào nhiều tố khác nh số vòng quay, kích thớc xy lanh, phụ tải, mức độ làm mát Động diesel có buồng cháy không phân chia n2 = 1,141,22, ta chọn n2 = 1,2 * Thể tích công tác Vh xy lanh .D S 3,14 ( 1,45) 2,05 Vh = = = 3,38 4 dm3 * Hệ số nạp phụ : = (1,02 đến 1,07) Chọn =1,05 * Hệ số quét buồng cháy r: tỉ số lợng khí nạp đa vào xy lanh sau chu trình công tác lợng khí thải lại xy lanh sau quét buồng cháy r =1,051,15 Chọn r=1,12 * Chỉ số nén đoạn nhiệt không khí k : k = 1,41 * Hằng số khí không khí R : R= 0,288 [KJ/kg.độ] * Nhiệt dung riêng đẳng áp không khí Cp : Cp=1,003 [KJ/kg.độ] * Hiệu suất đoạn nhiệt bơm cao áp dn : với bơm tăng áp có cánh định hớng dn=[0,720,78] Chọn dn =0,75 2.3 Tính toán tham số chu trình công tác 2.3.1 Tính thông số trình nạp Mục đích: để xác định thông số mà chủ yếu áp suất p a nhiệt độ Ta cuối trình nạp động tăng áp *Nhiệt độ không khí sau máy nén m-1 1,6-1 p m 0,14935 1,6 Tk = T0 k ữ = 297 ữ = 341,4 0,103 p0 K Trong đó: m số đa biến trung bình không khí máy nén nằm khoảng [1,551,65]; chọn m = 1,6 *Hệ số nạp: động tăng áp hệ số nạp đợc tính nh sau: GVHD: Bựi Quc Ton Page Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý v = 1 pa k ( -1) p k pk - + à1 ( k -1) ( -1) pa Trong đó: : hệ số sấy nóng khí nạp: T + T 341,4 +15 = k = = 1,044 T 341, k Tỷ số nằm khoảng (0,98 - 1,02) = 0,8 0,88 hệ số quét buồng cháy Chọn = 0,85 0,92 hệ số công nạp Chọn v = 1,06 1 0,1344 0,14935 14 0,85 + 0,88 ( 1,41 1) ( 14 1) = 0,876 1,044 1,41 (14 1) 0,14935 0.1344 * Xác định hệ số khí sót Khi tăng , n giảm giảm Hệ số khí sót đợc xác định theo biểu thức p Tk 1 0,103.341,4 r = ì ì = ì ì = 0,0255 -1 p k Tr v 14 -1 0,14935.810 0,876 * Nhiệt độ cuối trình nạp .pa Tk 14.0,1344.341,4 Ta = = = 365,66 Tk 341,4 v p k ( -1) + p r 0,876.0,14935.(14 -1) + 0,1333 Tr 810 K 2.3.2 Tính thông số trình nén *Mục đích: Xác định thông số nh áp suất pc nhiệt độ Tc cuối trình nén * áp suất cuối trình nén pc = pa.n1 = 0,13442.141,34 = 4,616 MPa Thỏa mãn nằm giá trị cho phép khoảng (4,0 - 6,0) MPa *Tỷ số tăng áp p = pz 7,2 = = 1,56 p c 4,616 * Nhiệt độ cuối trình nén : GVHD: Bựi Quc Ton Page Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Tc= Ta.n1-1 = 365,66 14(1,34 -1) = 896,940K Giá trị tính toán nằm khoảng cho phép (750 900 0K) 2.3.3 Tính thông số trình cháy * Mục đích: xác định áp suất pz nhiệt độ Tz trình cháy *Tính toán tơng quan nhiệt hoá: Mục đích xác định đại lợng đặc trng cho trình cháy mặt nhiệt hoá để làm sở cho việc tính toán trình cháy * Lợng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn kg nhiên liệu thể lỏng M0 = gc gH go ( + - ) 0,21 12 32 : gC , gH, gO thành phần khối lợng C, H, O kg nhiên liệu.với nhiên liệu diesel: gC = 0,86; gH = 0,13; gO = 0,01 Thay số vào ta có: M0 = 0,86 0,13 0,01 ( + ) = 0,4945 Kmol / Kgnl 0,21 12 32 * Lợng không khí thực tế nạp vào xy lanh động ứng với kg nhiên liệu Mth, đợc xác định công thức: M th = .M = 1,6.0,4945 = 0,7912 Kmol/Kgnl * Trong động diesel trình tạo hỗn hợp xảy xy lanh với khoảng thời gian ngắn nên thể tích chiếm chỗ nhiên liệu không đáng kể so với thể tích không khí bỏ qua thể tích Ta có lợng hỗn hợp cháy: M1 = M th = 1,6.0,4945 = 0,7912 Kmol / kgnl * Số mol sản vật cháy đợc xác định công thức sau: =1,6 >1 M = M + g H g0 + Kmol / Kgnl 32 M = 1,6.0,4945 + 0,13 0,01 + = 0,8241 32 * Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết 0: GVHD: Bựi Quc Ton Page 10 Kmol/Kgnl Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Hệ số thay đổi phân tử lý thuyết đợc xác định công thức sau: o = M 0,8241 = = 1,041 M 0,7912 * Hệ số thay đổi phân tử thực tế : Hệ số thay đổi phân tử thực tế đợc xác định công thức: = + r 1,041 + 0,0255 = = 1,0404 1+ r + 0,0255 * Nhiệt độ cuối trình cháy Tz đợc xác địng công thức sau: Q T z + ( 8,314 p + àcvc ) Tc = cpz Tz M1 ( 1+ T ) Trong đó: + Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình hỗn hợp công tác cuối trình nén àcvc tính công thức : àcvc = 20,223 + 0,00174 Tc= 20,223 + 0,00174.896,94 = 21,785KJ/Kmol.độ + Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình khí thể (tại điểm Z) tính công thức: àcvz = 20,098 + àcvz đợc 0,921 1,38 + 1,55 + 10 TZ ữ àcvz = 20,098 + 0,921 1,38 + 1,55 + 10 TZ 1,6 1,6 ữ àcvz = 20,674 + 2,4125.103 Tz KJ/Kmolđộ + Nhiệt dung mol đẳng áp trung bình điểm Z đợc tính công thức: àcpz = àcvz + 8,314 = 28,988+ 2,4125.10-3 TZ KJ/Kmolđộ Sau thay số vào ta đợc phơng trình nhiệt động trình cháy QT Z + (8, 314P + àCVC )TC = àCPZ TZ M (1 + T ) GVHD: Bựi Quc Ton Page 11 Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Ta đợc phơng trình: 0,002413TZ2 + 28,98763Tz- 67714,5 = Giải ta đợc Tz = 2002,3 0K Còn giá trị Tz= -14017,9 < loại bỏ Thỏa mãn với động điesel buồng cháy không phân chia TZ=(1950 đến 2100)oK 2.3.4 Tính toán thông số trình dãn nở * Mục đích: Mục đích việc tính toán trình dãn nở xác định giá trị áp suất pb nhiệt độ Tb cuối trình dãn nở - Tỷ số dãn nở sớm : Tỉ số dãn nở sớm đợc xác định công thức: = .Tz 2002,3.1,0404 = = 1,489 p Tc 1,56.896,94 Thoả mãn nằm khoảng [1,21,7] - Tỷ số dãn nở muộn Tỷ số dãn nở muộn đợc xác định công thức: = 14 = = 9,402 1,489 * áp suất cuối trình dãn nở: áp suất cuối trình dãn nở đợc xác định công thức: pb = pz 7, = = 0,489 MPa n2 9,4021,2 Thỏa mãn nằm khoảng ( 0,2 đến 0,6) Nhiệt độ cuối trình dãn nở đợc xác định công thức: Tb = Tz 2002,3 = = 1279,05 n2 9,4021,21 o K Thỏa mãn nằm khoảng (1100 đến 16000K) Kiểm tra kết tính toán Sau kết thúc việc tính toán trình chu trình công tác dùng công thức kinh nghiệm sau để kiểm tra kết việc chọn tính thông số GVHD: Bựi Quc Ton Page 12 Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Tr tính = Tb 1279,05 = = 829,22 o K pb 0,489 3 pr 0,1333 Sai số Tr chọn Tr tính: T = 829, 22 810 100% = 2, 32% 829, 22 Ta thấy sai số nhỏ 3% nên thông số chọn thỏa mãn yêu cầu 2.4 Tính thông số đánh giá trình công tác * Tính thông số thị Là thông số đặc trng cho chu trình công tác động cơ, xác định thông số thị, ta cha kể đến dạng tổn thất công mà xét tổn thất nhiệt Các thông số cần tính bao gồm - áp suất thị trung bình lý thuyết pi, p,i = p pc p ( 1) + n2 ữ n1 ữ n n1 Thay số vào ta có: P 'i = 4.616 1,489.1,56 1 1,56.(1,489 1) + (1 ) (1 1,341 ) 1,21 14 (1,2 1) 9,02 (1,34 1) 14 pi =1,14 MPa - áp suất thị trung bình thực tế pi : áp suất thị trung bình thực tế pi đợc xác định công thức: pi =pi đ Trong : đ hệ số điền đầy đồ thị công Đối với động diesel kỳ, buồng cháy thống đ = 0,93 ữ 0,96 Ta chọn đ = 0,93 Thay số vào ta có: pi = 1,14 0,93 = 1,06MPa - Suất tiêu hao nhiên liệu thị Suất tiêu hao nhiên liệu thị đợc xác định công thức : GVHD: Bựi Quc Ton Page 13 Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý 423.po v 103 423.0,103.0,876.103 gi = = = 152,95 M1.pi To 0,7912.1,06.297 - g/kWh Hiệu suất thị i Hiệu suất thị i đợc xác định công thức sau: i = 3600 3600 = = 0,554 QT gi 42,5.10 152,95.10 Thỏa mãn nằm khoảng cho phép * Các thông số có ích Các thông số có ích thông số đặc trng cho làm việc động Thứ tự tính toán thông số có ích nh sau: - áp suất tổn hao khí trung bình pcơ : áp suất tổn hao khí trung bình pcơ đợc xác định công thức : pcơ = 0,09 + 0,012.CTB = 0,09 + 0,012.6,15 = 0,1638 MPa - áp suất có ích trung bình: áp suất có ích trung bình đợc xác định công thức: pe = pi -pcơ = 1,06 - 0,1638 = 0,89 MPa - Hiệu suất khí: Hiệu suất khí đợc xác định công thức sau: co = pe 0,89 = = 0,84 = 84% pi 1, 06 - Suất tiêu hao nhiên liệu có ích: Suất tiêu hao nhiên liệu có ích đợc xác định công thức: ge = g i 152,95 = = 182g / kWh co 0,84 So sánh với khoảng (220 đến 285) g/kWh động tăng áp nên chấp nhận đợc kết - Hiệu suất có ích: e = i cơ= 0,554.0,84 = 0,468 = 46,8% - Công suất có ích động tốc độ vòng quay tính toán: Công suất có ích động nM =900 v/phút đợc xác định công thức : GVHD: Bựi Quc Ton Page 14 Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Ne = Pe Vh i.n 30 Thay số vào ta có: Ne = 0,89.3,38.4.900 = 91,06 kW 30.4 - Mô men xoắn có ích động tốc đội vòng quay tính toán (nM =900 v/phút) đợc xác định công thức: 3.104 N e 3.104.91,06 Me = = = 966,68 .n 3,14.900 Nm Sai số tính toán so với mô men xoắn Me max đầu cho số vòng quay n =900 v/phút ta đợc Me = 986,97 966,68 100% = 2,05% 986,97 So sánh giá trị cho kết thu đợc theo biểu thức kiểm tra, sai số nhỏ 5% 2.5 Dựng đồ thị công thị chu trình công tác 2.5.1 Khái quát: Đồ thị công thị đồ thị biểu diễn trình chu trình công tác xảy xy lanh động hệ toạ độ p - V Việc dựng đồ thị đợc chia làm hai bớc: dựng đồ thị công thị lý thuyết hiệu chỉnh đồ thị để đợc đồ thị công thị thực tế Đồ thị công thị lý thuyết đợc dựng theo kết tính toán chu trình công tác cha xét yếu tố ảnh hởng số trình làm việc thực tế động Đồ thị công thị thực tế đồ thị kể đến yếu tố ảnh hởng khác nh góc phun sớm nhiên liệu, góc mở sớm đóng muộn xu páp nh thay đổi thể tích cháy 2.5.2 Dựng đồ thị công thị lý thuyết đồ thị công thị lý thuyết, ta thay chu trình thực tế chu trình kín a-c-y-z-b-a Trong trình cháy nhiên liệu đợc thay trình cấp nhiệt đẳng tích c-y cấp nhiệt đẳng áp y-z, trình trao đổi khí đợc thay trình rút nhiệt đẳng tích b-a Thứ tự tiến hành dựng đồ thị nh sau: GVHD: Bựi Quc Ton Page 15 Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Thống kê giá trị thông số tính trình nh áp suất khí thể điểm đặc trng: pa= 0,1344 MPa pc= 4,616 MPa pz= 7,2 MPa pb= 0,489 MPa số nén đa biến trung bình n1=1,34 số dãn nở đa biến trung bình n2=1,2 tỷ số nén = 14 thể tích công tác Vh= 3,38 dm3 Vc = thể tích buồng cháy Vh 3, 38 = = 0, 26 dm -1 14 Va = Vh + Vc = 3,64 dm3 Vz = .Vc Thay số vào ta có: Vz =1,489.0,26 = 0,38714 dm3 Để xây dựng đồ thị công thị lý thuyết ta sử dụng phơng pháp lập bảng, phơng pháp dựa vào phơng trình trình nén dãn nở đa biến Chọn tỷ lệ xích: àp = 7, = 0,0288 [ Mpa / mm ] 250 àv = ; 3,64 = 0,0182 dm /mm 200 Với trình nén đa biến, ta có: p n Vnn1 = p a Van1 (Vn Vc ữVa) Với trình dãn nở đa biến, ta có: p d Vdn = p b Van (Vd Vz ữVa) Trong đó: pn, pd, Vn Vd giá trị biến thiên áp suất thể tích đờng nén dãn nở Ta đa phơng trình dạng: GVHD: Bựi Quc Ton Page 16 Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý e1 = p n = p e p d = p e n1 a n2 b Va Vn e2 = Va Vd Trong đó: tỷ số nén biến thiên (tỷ số nén tức thời) Nếu chọn trớc giá trị e1 (biến thiên giới hạn 1) e2 (biến 1ữ thiên giới hạn ), ta xác định cặp giá trị (pn, Vn) (pd, Vd) tơng ứng Mỗi cặp giá trị cho điểm tơng ứng đồ thị P - V Dựa vào đờng tròn Brich để xác định điểm đồ thị Kết tính toán đợc thể bảng dới Bảng tính trình nén Vn=Va/e1 Thứ tự điểm đờng nén e1 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 3, 64 e1 pn=pa.=0,1344.e11,34 3.64 1.82 1.213333 0.91 0.728 0.606667 0.52 0.455 0.404444 0.364 0.330909 0.303333 0.28 0.26 0.1344 0.3402354 0.5857897 0.8613103 1.1614996 1.4829344 1.8231846 2.1804185 2.5531964 2.9403516 3.3409153 3.754068 4.1791057 4.6154158 = Bảng tính trình dãn nở Thứ tự điểm đờng dãn nở e2 6 GVHD: Bựi Quc Ton 3, 64 e2 Vd=Va/e2= 3.64 1.82 1.213333 0.91 0.728 0.606667 Page 17 Pd=pb.e2n2=0,489 e21,2 0.489 1.123 1.827 2.581 3.373 4.198 Trng SQKT Quõn S 10 GVHD: Bựi Quc Ton HVTH: on Trng Quý 9.402 0.52 0.455 0.404444 0.387152 Page 18 5.052 5.929 6.830 7.2 [...]... làm việc của động cơ Thứ tự tính toán các thông số có ích nh sau: - áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ : áp suất tổn hao cơ khí trung bình pcơ đợc xác định bằng các công thức : pcơ = 0,09 + 0,012.CTB = 0,09 + 0,012.6,15 = 0,1638 MPa - áp suất có ích trung bình: áp suất có ích trung bình đợc xác định bằng công thức: pe = pi -pcơ = 1,06 - 0,1638 = 0,89 MPa - Hiệu suất cơ khí: Hiệu suất cơ khí đợc xác... định bằng công thức: ge = g i 152,95 = = 182g / kWh co 0,84 So sánh với khoảng (220 đến 285) g/kWh do động cơ tăng áp nên có thể chấp nhận đợc kết quả trên - Hiệu suất có ích: e = i cơ= 0,554.0,84 = 0,468 = 46,8% - Công suất có ích của động cơ ở tốc độ vòng quay tính toán: Công suất có ích của động cơ tại nM =900 v/phút đợc xác định bằng công thức : GVHD: Bựi Quc Ton Page 14 Trng SQKT Quõn S HVTH: on... khoảng (1100 đến 16000K) Kiểm tra kết quả tính toán Sau khi kết thúc việc tính toán các quá trình của chu trình công tác có thể dùng công thức kinh nghiệm sau đây để kiểm tra kết quả việc chọn và tính các thông số GVHD: Bựi Quc Ton Page 12 Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Tr tính = Tb 1279,05 = = 829,22 o K pb 0,489 3 3 pr 0,1333 Sai số giữa Tr chọn và Tr tính: T = 829, 22 810 100% = 2, 32% 829,... SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Ne = Pe Vh i.n 30 Thay số vào ta có: Ne = 0,89.3,38.4.900 = 91,06 kW 30.4 - Mô men xoắn có ích của động cơ ở tốc đội vòng quay tính toán (nM =900 v/phút) đợc xác định bằng công thức: 3.104 N e 3.104.91,06 Me = = = 966,68 .n 3,14.900 Nm Sai số tính toán so với mô men xoắn Me max đầu bài cho tại số vòng quay n =900 v/phút ta đợc Me = 986,97 966,68 100% = 2,05% 986,97 So sánh... chu trình công tác xảy ra trong xy lanh động cơ trên hệ toạ độ p - V Việc dựng đồ thị đợc chia làm hai bớc: dựng đồ thị công chỉ thị lý thuyết và hiệu chỉnh đồ thị đó để đợc đồ thị công chỉ thị thực tế Đồ thị công chỉ thị lý thuyết đợc dựng theo kết quả tính toán chu trình công tác khi cha xét các yếu tố ảnh hởng của một số quá trình làm việc thực tế trong động cơ Đồ thị công chỉ thị thực tế là đồ thị... vào ta đợc phơng trình nhiệt động quá trình cháy QT Z + (8, 314P + àCVC )TC = àCPZ TZ M 1 (1 + T ) GVHD: Bựi Quc Ton Page 11 Trng SQKT Quõn S HVTH: on Trng Quý Ta đợc phơng trình: 0,002413TZ2 + 28,98763Tz- 67714,5 = 0 Giải ra ta đợc Tz = 2002,3 0K Còn giá trị Tz= -14017,9 < 0 loại bỏ Thỏa mãn với động cơ điesel buồng cháy không phân chia TZ=(1950 đến 2100)oK 2.3.4 Tính toán các thông số của quá trình... Ta thấy sai số nhỏ hơn 3% nên các thông số đã chọn thỏa mãn yêu cầu 2.4 Tính các thông số đánh giá quá trình công tác * Tính thông số chỉ thị Là các thông số đặc trng cho chu trình công tác của động cơ, khi xác định các thông số chỉ thị, ta cha kể đến các dạng tổn thất về công mà chỉ xét các tổn thất về nhiệt Các thông số cần tính bao gồm - áp suất chỉ thị trung bình lý thuyết pi, p,i = p pc 1 ... àcvc tính bằng công thức : àcvc = 20,223 + 0,00174 Tc= 20,223 + 0,00174.896,94 = 21,785KJ/Kmol.độ + Nhiệt dung mol đẳng tích trung bình của khí thể (tại điểm Z) tính bằng công thức: àcvz = 20,098 + àcvz đợc 0,921 1,38 3 + 1,55 + 10 TZ ữ àcvz = 20,098 + 0,921 1,38 3 + 1,55 + 10 TZ 1,6 1,6 ữ àcvz = 20,674 + 2,4125.103 Tz KJ/Kmolđộ + Nhiệt dung mol đẳng áp trung bình tại điểm Z đợc tính. .. định các cặp giá trị (pn, Vn) và (pd, Vd) tơng ứng Mỗi cặp giá trị ấy cho một điểm tơng ứng trên đồ thị P - V Dựa vào đờng tròn Brich để xác định các điểm trên đồ thị Kết quả tính toán đợc thể hiện trên các bảng dới đây Bảng tính quá trình nén Vn=Va/e1 Thứ tự các điểm trên đờng nén e1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3, 64 e1 pn=pa.=0,1344.e11,34 3.64 1.82 1.213333... 9,02 (1,34 1) 14 pi =1,14 MPa - áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi : áp suất chỉ thị trung bình thực tế pi đợc xác định bằng công thức: pi =pi đ Trong đó : đ là hệ số điền đầy đồ thị công Đối với động cơ diesel 4 kỳ, buồng cháy thống nhất thì đ = 0,93 ữ 0,96 Ta chọn đ = 0,93 Thay số vào ta có: pi = 1,14 0,93 = 1,06MPa - Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị Suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị đợc xác định ... khởi động Công suất động khởi động đợc truyền đến bánh đà động qua ly hợp đĩa ma sát khô, hộp giảm tốc Động khởi động đợc khởi động ác quy Bảng Các thông số kỹ thuật động tt thông số Mã hiệu động. .. việc tính toán chu trình công tác động D -160 xác định tiêu kinh tế hiệu chu trình công tác làm việc động Việc tính toán chu trình công tác nhằm xây dựng đồ thị công để làm sở tính toán động. .. toán động lực học, tính sức bền độ mòn chi tiết động Việc tính toán chu trình công tác động chế độ khác giúp ta xây dựng đợc đờng đặc tính tốc độ động Chu trình công tác đợc tính chế độ Neđm với